JPH0476784A - 文字，図形等の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、小型電子部品などに捺印あるいは印刷された
微小な文字１図形等の検査方法に関するものである。

従来の技術 従来より、製品にはその製品の品名や番号を明示するた
め、表面に文字や図形等を捺印あるいは印刷している。

このように、製品の表面に捺印あるいは印刷された文字
１図形については、これらに正しい文字７図形が捺印あ
るいは印刷されてぃることを確認するのみならず、人間
がこれを見た時にこれらを誤りなく正しく読むことがで
きることといった文字９図形の品質項目に対し、作業者
の目視検査や機械を用いた自動読取りなどによる外観検
査が行われてきている。

小型電子部品においても、その表面に捺印あるいは印刷
された文字が正しく読めるかどうがＫついて同様に検査
をする必要がある。ところが、昨今の電子部品の小型化
により文字の寸法も微小化してきており、版あるいは活
字なとを使用して捺印あるいは印刷を行ってはいるが、
文字の寸法が捺印あるいは印刷の技術の限界に近く、ま
た、その電子部品に使用している素材や製造方法との関
係から、より細密な文字の捺印あるいは印刷の方法が採
用できない場合もあり、捺印あるいは印刷された文字は
「にじみ」や「欠け」などといった欠陥が入りやすい。

一方、人間が文字を読んだ場合、一般に、文字に多少の
「にじみ」や「欠け」といった欠陥か存在していても、
その全体的な特徴などから、文字を正しく読むことは可
能である。

前述のように、文字の寸法が捺印あるいは印刷の技術の
限界に近く、人間かこれを読んだ時に、かろうじて文字
として判別でき、誤読されないぎりぎりのレベルものも
のも多い場合においては、文字の品質基準として「人間
が読んだ時に、文字として判別することができ、誤読さ
れない」とせざるを得ない場合が多い。

このため、このような文字品質を持った製品に対しては
、単に文字を読取るだけでなく、その文字が正しく読め
るかどうかといった文字の品質をも検査する必要がある
。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、「人間が読んだ時に、文字として判別す
ることができ、誤読されない」という文字の品質基準に
対し、文字の読取り方法あるいは認識方法として従来か
ら使われてきているような判定方法においては、多少の
「にじみ」や「欠け」といった部分的欠陥の存在により
、人間には読めるレベルの文字であっても欠陥のある文
字との判定を下してしまい、逆に、「にじみ」や「欠け
」の存在を許容すると誤読したり、判定不可能になると
いうことが発生していた。

第５図において、従来の方法による「欠け」のある微小
な文字の認識を示した図である。

第５図は、第５図ｆａｔは文字“９”の正しい画像であ
り、第５図（ｂｌはその一部に「欠け」はあるものの“
９”と読むことのできる画像であり、さらに、第５図（
Ｃ１はＵ欠け」の程度がはなはだしく、“９”とも“５
”とも読める判読不能な文字の画像である。

このような画像に対し、従来から使われてきている、文
字が欠けてはならない芯線部分やパターンがはる出して
はならない周縁部分の固有点の照合による判定を行った
場合の例は以下のようになる。

まず、“９”の文字の特徴を表わす点として、例えば第
５図ｔｄｌに示したように基準となる文字６２の固有点
を表わすウィンドウ６３．６４を設ける。

ここで、６３はこの部分に被検査文字の線が来なければ
ならない部分、６４はこの部分には被検査文字の線が来
てはならない部分である。このウィンドウ６３および６
４を第５図ｆａ）の画像に重ね合わせ、第５図ｔｅｌに
示したように各ウィンドウ内の文字を表わす線の有無を
調べ、これを基準となる文字６２の特徴と比較すること
により、第５図ｆａｔの画像が“９”の文字の特徴を持
つと判定することができる。

次に、捺印あるいは印刷の具合により、第５図ｆｂｌ　
するいは第５図ｆｃｌのように、文字の一部に「欠け」
が生じた場合を考える。

文字の一部に「欠け」が存在する場合、その「欠け」の
程度により、第５図ｔｂ＋の程度であれば、全体的には
まだ“９”の特徴を備えているため、人間がこれを読ん
だ場合に“９”の判定を行うことは十分可能である。

しかし、その「欠け」の程度が、第５図ｔｃ＋の程度に
もなれば、もはや“９”の特徴を備えているとは言えず
、人間がこれを読んだ場合に“９”もしくは“５“と読
むか、あるいは判読不能の判定を下すと考えられる。

ところが、これらの文字に対して上述の文字の固有点の
照合による判定を行った場合、第５図ｆｃｌのように大
きな「欠け」か存在している場合は、ウィンドウ６６に
線が検出されない（第５図（ｇ））ことから、第５図ｆ
ｃｌの画像は“９”の文字の特徴を持たないと判定でき
るが、第５図（ｂｌの程度の「欠け」の存在においても
、ウィンドウ６５に線が検出されない（第５図（ｆ））
ことから、第５図（ｂｌの画像も”９″の文字の特徴を
持たないと判定されてしまう。

このように、従来から用いられてきた方法がある、文字
が欠けてはならない芯線部分やパターンがはみ出しては
ならない周縁部分の固有点の照合による判定や、文字パ
ターンを構成するストロークの特徴の抽出による判定や
、標準パターンとの単純な重ね合わせによる判定では、
多少のＵにしみＪや「欠け」といった部分欠陥が存在す
ることにより、人間には判読可能なレベルの文字であっ
ても欠陥のある文字との判定を下してしまい、逆に、「
にじみゴや「欠け」の存在を許・容すると誤読したり判
定不可能になるということか発生していた。

また、各種の複雑な画像処理や画像認識の手法を用いた
場合、判定結果をそれなりに人間の判断に近づけること
はできるが、検査時間に長時間を要することになり、高
速な識別を要求される各種の産業用検査装置への適用は
困難である。

このため、検査方法として作業者による目視検査に頼ら
ざるを得す、検査内容が検査員の官能検査となるため、
検査対象の電子部品の寸法の小型化ともあいまって、非
常に困難な作業になっている。

本発明はこのような問題に鑑み、小型電子部品などの捺
印あるいは印刷された文字のように、「にじみ」や「欠
け」などといった欠陥を含んではいるが、「人間が読ん
だ時に文字として判別でき、誤読されない」という人間
の判断基準にそった品質レベルでの文字の品質検査を、
簡単な手法により短時間で実行できる方法を提供するも
のである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために、本発明の文字２図形等の検
査方法においては、入力画像から文字図形等の被検査文
字を含む四角形の領域を切出し、切出された被検査文字
を含む四角形の領域に対して上下左右の四側面から被検
査文字の外輪郭までの距離（画素数）を測定し、これを
被検査文字の外輪郭形状を一次元の分布として表わした
距離分布を得る手段と、あらかじめ作成した基準文字に
対する外輪郭形状を一次元の分布に表わした標準距離分
布と被検査文字の距離分布との差分を計算し、差分値が
Ｋ画素（Ｋは正の数）以上である欠陥候補の差分分布を
抽出する手段とを有し、抽出された欠陥候補の差分分布
の各側面での両端部に存在する欠陥候補区間の長さＬｌ
およびＬ２が、Ｌ、＋Ｌ２≧Ｎ（Ｎは正の数） の条件を、四側面からの距離分布のうち一以上の側面で
満たした場合に被検査文字を「にじみＪ欠陥と判定し、
抽出された欠陥候補の差分分布のうち各側面での両端部
を除く部分に存在する欠陥候補区間の長さしが、 Ｌ≧Ｍ　（Ｍは正の数） の条件を、四側面からの距離分布のうち一以上の側面で
満たした場合に被検査文字を「欠け」欠陥と判断するこ
とにより、被検査文字のにじみ、欠けの欠陥を検出する
ようにしたものである。

作用 この構成における作用は以下の通りである。

本発明の文字検査方法においては、短時間に文字の特徴
量を得るため、簡単な操作により文字の全体的な特徴を
把握することが可能な、文字の外輪郭形状の距離分布を
用いた。

そして、あらかじめ作成した基準文字の外輪郭形状から
得られる標準距離分布と、被検査文字の外輪郭形状の距
離分布との差分値を測定し、差分値の画素数に対して閾
値を設けて欠陥候補の差分分布を抽出し、さらに、欠陥
区間の長さが一定の条件を満たしている部分の育無を調
べることにより、文字に含まれる「にじみ」あるいは「
欠け」といった欠陥の有無を容易に検出できるようにし
たものである。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の一実施例における検査方法のフローチ
ャート、第２図は外輪郭形状の距離分布を求める方法を
示す図、第３図は「にじみ」欠陥の距離分布からの検出
を説明する図、第４図は「欠け」欠陥の距離分布からの
検出を説明する図である。

第２図（ａｌに基準文字の標準距離分布を得る方法を示
し、第２図（ｂ）に被検査文字の距離分布を得る方法を
示し、第２図（Ｃ）にそれらの距離分布の差分分布を示
しており、第２図において、１１は基準文字を含む四角
形の領域、１２は基準文字、１３１４．１５．１６はそ
れぞれ上・右・下・左の各側面から基準文字１２の外輪
郭までの距離（画素数）で表わされる外輪郭形状を一次
元の分布に表わした距離分布を示す標準距離分布のグラ
フ、１７は被検査文字１８を含んで切出された四角形の
領域、１８は被検査文字、１９は被検査文字１８の右側
面からの距離分布、２０は基準文字１２の右側面からの
距離分布１４と被検査文字１８の右側面からの距離分布
１９との差分を示すグラフである。

この実施例において、切出された被検査文字の品質検査
は次のようになる。

まず、検査の基準となる基準文字１２を設定し、この基
準文字１２を含む四角形の領域１１を設定し、領域１１
の上・右・下・左の各側面から基準文字１２の外輪郭ま
での距離（画素数）を測定し、基準文字１２の外輪郭形
状の一次元の距離分布を求める。これを基準文字１２の
外輪郭形状から得られた標準距離分布とする。これをグ
ラフにしたものが１３〜１６である。

この文字の外輪郭形状から得られる距離分布を求めるこ
とにより、人間が判断を行う際に使用する情報に近い、
文字の特徴を最も良く表わしているその輪郭形状を、扱
いやすい一次元のデータとしてまとめることができる。

被検査文字についての処理も、上記基準文字についての
処理と同様に行われる。

まず、被検査文字１８を含む四角形の領域１７を切出し
、この領域１７の四側面から被検査文字１８の外輪郭ま
での距離（画素数）で表わされる外輪郭形状を一次元の
分布に表わした距離分布を求める。

次に、これらの被検査文字の外輪郭形状の距離分布と、
あらかじめ作成しておいた基準文字の標準距離分布との
差分を計算する。

ここでは、その例としてそれぞれの右便１面からの距離
分布を比較した場合について述べる。被検査文字１８の
右側面からの外輪郭形状の距離分布１９と、基準文字１
２の右側面からの標準距離分布１４の差分を計算すると
、その結果は２０に示したグラフのごとくになる。

以上のようにして求めた被検査文字の基準文字に対する
外輪郭形状の距離分布の差異から、以下に示す方法によ
り、「にじみ」あるいは「欠け」といった欠陥の有無を
検出する。

第３図に「にじみ」を検出する場合の方法を示しており
、第３図ｆａ）に基準文字の標準距離分布の一例を示し
、第３図（ｂｌに被検査文字の距離分布と差分分布の一
例を示している。

第３図において、２１は基準文字を含む四角形の領域、
２２は基準文字、２３は基準文字の下側面からの外輪郭
形状の距離分布を示す標準距離分布のグラフ、２４は「
にじみ」のある被検査文字２５を含んで切出された四角
形の領域、２６は被検査文字２５の下側面からの距離分
布のグラフ、２７は基準文字の下側面からの距離分布２
３と被検査文字の下側面からの距離分布２６との差分を
グラフにしたものである。

「にじみ」があった場合、文字を構成する線は太くなり
、例えば、第３図における２２が２５のように太くなる
。このため、「にじみ」により太くなった文字の外輪郭
形状の距離分布は第３図（ｂｌの２６に示したように、
基準文字の標準距離分布に対して両側に拡大された分布
を示す。

そこで、このようにして求めた差分２７に対し、その両
端部分において閾値Ｋを超える区間の長さＬｌおよびＬ
２求め、このＬｌおよびり、か、Ｌ、＋Ｌ２≧Ｎ　（Ｎ
は正の数） の条件を、四側面からの距離分布のうち一以上の側面に
おいて満たしている場合、この被検査文字２５を「にじ
み」欠陥のある文字と判断する。

また第４図に「欠け」を検出する方法を示しており、第
４図ｆａ）に基準文字の標準距離分布の一例を示し、第
４図（ｂｌ、　ｆｃ）に被検査文字の距離分布と差分分
布の一例を示している。

第４図において、３１は基準文字を含む四角形の領域、
３２は基準文字、３３は基準文字の右側面からの外輪郭
形状の距離分布を示す標準距離分布のグラフ、３９は「
欠け」のある被検査文字４０を含んで切出された四角形
の領域、４１は被検査文字４０の右側面からの距離分布
のグラフ、４２は基準文字の右側面からの距離分布３３
と被検査文字の下側面からの距離分布４１との差分をグ
ラフにしたものである。

被検査文字に「欠け」があった場合、「欠け」の部分に
おいて外輪郭形状から得られる距離か大きくなるために
、被検査文字の外輪郭形状の距離分布と基準文字から得
られる標準距離分布との差分値は大きくなる。このため
、「欠け」のある文字の外輪郭形状の距離分布は第４図
ｆｃｌの４１に示したように、基準文字の標準距離分布
３３に対して両側以外の部分で大きな値が連続すること
になる。

そこで、このようにして求めた差分４２に対し、その両
端以外の部分において閾値Ｋを超える区間の長さしを求
め、このＬが、 Ｌ≧Ｍ　（Ｍは正の数） の条件を、四側面からの距離分布のうち一以上の側面に
おいて満たしている場合、この被検査文字４０を「欠け
」欠陥のある文字と判断する。

なお、第４ｒＩ！Ｊ（ｂｌに示したように、人間が読ん
だ時に“９”の文字として判別できる程度の「欠け」の
ある文字３５に対しては、同様の手順で得られる差分分
布３７の閾値Ｋを超える区間の長さしがＭに満たないた
め、「欠けｊ欠陥とは判定されない。

第１図は、以上の検査方法をまとめて示すフローチャー
トであり、検査のための処理手順は上述した通りである
。なお、第１図において、■は外輪郭形状の距離分布グ
ラフ、２は標準距離分布グラフ、３は被検査文字と標準
文字の距離分布の差分グラフ、４は閾値、５はにしみ欠
陥候補区間、６は欠は欠陥候補区間である。

発明の効果 以上のように本発明は、被検査文字を含む領域を切出し
、この四側面から被検査文字の外輪郭までの距離を測定
し、被検査文字の形状をその外輪郭形状の距離分布とし
て表現することにより文字の全体的な特徴量を把握し、
次いで、あらかじめ作成した基準文字の外輪郭形状から
得られる標準距離分布と、被検査文字の外輪郭形状の距
離分布との差分値を測定し、差分値の画素数に対して閾
値を設けて欠陥候補の差分分布を抽出し、さらに、欠陥
区間の長さが一定の条件を満たしている部分の有無を調
べるという簡便な方法により、小型電子部品などに捺印
あるいは印刷された微小な文字のように、「にしみ」や
「欠け」などといった欠陥を含んではいるが、「人間か
読んだ時に文字として判別することかでき、誤読されな
い」という人間の判断基準にそった品質レベルでの文字
の品質検査を簡単な操作により短時間行うことかでき、
被検査文字に含まれる「にしみ」あるいは「欠け」とい
った欠陥の有無を容易に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

布を求める方法を示す説明図、第３図は「にしみコ欠陥
の距離分布からの検出を説明するための説明図・第４図
は「欠け」欠陥の距離分布からの検出を説明するための
説明図、第５図は従来の技術による「欠け」のある微小
な文字の認識方法を示す説明図である。 １・・・・・・外輪郭形状の距離分布グラフ、２・・・
・・・標準距離分布グラフ、３・・・・・・被検査文字
と基準文字の距離分布の差分グラフ、４・・・・・・閾
値、５・・・・・・にじみ欠陥候補区間、６・・・・・
・欠は欠陥候補区間、１１゜２１．３１・・・・・・基
準文字を含む四角形の領域、１２２２．３２・・・・・
・基準文字、１３，１４．１５，１６２３．３３・・・
・・・標準距離分布グラフ、１７．２４３４．３９・・
・・・・被検査文字を含む四角形の領域、１８．２５，
３５．４０・・・・・・被検査文字、１９２６．３３被
検査文字の距離分布、２０．２７３７．４２・・・・・
・標準文字と被検査文字の距離分布の差分グラフ。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１８第 図 上 （ａ） （ｂ） 第 図 第５図 （ｂン （Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力画像から被検査文字を含む四角形の領域を切出し、
   前記切出された被検査文字を含む四角形の領域に対して
   上下左右の四側面から前記被検査文字の外輪郭までの距
   離（画素数）を測定し、これを前記被検査文字の外輪郭
   形状を一次元の分布として表わした距離分布を得る手段
   と、あらかじめ作成した基準文字に対する外輪郭形状を
   一次元の分布に表わした標準距離分布と前記被検査文字
   の距離分布との差分を計算し、前記差分値がＫ画素（Ｋ
   は正の数）以上である欠陥候補の差分分布を抽出する手
   段とを有し、前記抽出された欠陥候補の差分分布の前記
   各側面での両端部に存在する前記欠陥候補区間の長さＬ
   ＿１およびＬ＿２が、Ｌ＿１＋Ｌ＿２≧Ｎ（Ｎは正の数
   ） の条件を、前記四側面からの距離分布のうち一以上の側
   面で満たした場合に前記被検査文字を「にじみ」欠陥と
   判定し、前記抽出された欠陥候補の差分分布のうち前記
   各側面での両端部を除く部分に存在する欠陥候補区間の
   長さＬが、 Ｌ≧Ｍ（Ｍは正の数） の条件を、前記四側面からの距離分布のうちの一以上の
   側面で満たした場合に前記被検査文字を「欠け」欠陥と
   判断することにより、被検査文字のにじみ、欠けの欠陥
   を検出する文字、図形等の検査方法。